Помимо шнека и цилиндра, эти компоненты не менее важны при выборе экструдера!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. является производителем механического оборудования с более чем 30-летним опытом производства оборудования для экструзии пластиковых труб, нового оборудования для защиты окружающей среды и новых материалов. С момента своего создания Fangli разрабатывалась с учетом требований пользователей. Благодаря постоянному совершенствованию, независимым исследованиям и разработкам в области основных технологий, а также освоению и освоению передовых технологий и других средств, мы разработали экструзионную линию для экструзии труб из ПВХ, экструзионную линию для экструзии труб из ПП-Р, экструзионную линию для экструзии труб для водоснабжения и газа из полиэтилена, которые были рекомендованы Министерством строительства Китая для замены импортной продукции. Мы получили титул «Первоклассный бренд в провинции Чжэцзян».

Как вы обычно покупаете экструдер? Это требует не только анализа ваших собственных потребностей, но и глубокого понимания как поставщика, так и самого экструдера.

У большинства компаний перед покупкой нового экструдера есть общее представление: нужна ли им двухшнековая или одношнековая машина и какой материал им нужно производить. В зависимости от технических характеристик продукта и расхода материала они могут обратиться к разделу «Диаметр шнека и размеры спецификации продукта», чтобы сначала выбрать диаметр шнека, а затем на основе этого определить модель и характеристики экструдера.

После того, как тип и модель экструдера определены, еще одним важным моментом является выбор производителя оборудования. Это можно оценить с разных точек зрения, таких как качество продукции и послепродажное обслуживание.

Скорость винта

Это наиболее важный фактор, влияющий на производственную мощность экструдера. Скорость шнека не только увеличивает скорость экструзии и выход материала, но, что более важно, обеспечивает хорошую пластификацию при достижении высокой производительности.

Раньше основным методом увеличения производительности экструдера было увеличение диаметра шнека. Хотя больший диаметр шнека увеличивает количество материала, экструдируемого в единицу времени, экструдер — это не простой шнековый конвейер. Шнек должен не только транспортировать материал, но также сжимать, перемешивать и сдвигать пластик для достижения пластификации. При неизменной скорости шнека шнек большого диаметра с глубокими витками оказывает менее эффективное перемешивающее и срезающее действие на материал по сравнению с шнеком меньшего диаметра.

Поэтому современные экструдеры увеличивают производственную мощность в первую очередь за счет увеличения скорости шнека. Для обычных экструдеров традиционные скорости шнеков находились в диапазоне от 60 до 90 об/мин (оборотов в минуту, то же самое ниже). Теперь обороты вообще увеличивают до 100–120 об/мин. Высокоскоростные экструдеры достигают скорости от 150 до 180 об/мин.

Увеличение скорости винта без изменения диаметра винта увеличивает крутящий момент винта. Когда крутящий момент достигает определенного уровня, существует риск перекручивания и поломки винта. Однако за счет улучшения материала шнека и производственных процессов, разработки рациональной конструкции шнека, сокращения длины секции подачи, увеличения скорости потока материала и снижения сопротивления экструзии можно уменьшить крутящий момент и повысить несущую способность шнека. Проектирование наиболее оптимального винта, обеспечивающего максимальную скорость в пределах его несущей способности, требует от профессионалов проведения обширных испытаний.

Винтовая конструкция

Конструкция шнека является основным фактором, влияющим на производительность экструдера. Без рациональной конструкции шнека простая попытка увеличить скорость шнека для повышения производительности противоречит объективным законам и не увенчается успехом.

Высокоскоростная и высокоэффективная конструкция шнека основана на высоких скоростях вращения. Этот тип шнека может иметь меньший эффект пластификации на низких скоростях, но по мере увеличения скорости пластификация постепенно улучшается, достигая оптимального эффекта при расчетной скорости. Благодаря этому достигается как более высокая производительность, так и качественная пластификация.

Структура ствола

Улучшения в конструкции ствола в основном связаны с улучшением контроля температуры в секции подачи и созданием канавок подачи. Эта независимая секция подачи по сути представляет собой водяную рубашку во всю длину, температура которой контролируется современными электронными устройствами управления.

Соответствующая температура водяной рубашки имеет решающее значение для стабильной работы и эффективной экструзии экструдера. Если температура водяной рубашки слишком высока, сырье может преждевременно размягчиться и даже поверхность гранул может расплавиться, что уменьшит трение между материалом и стенкой цилиндра, тем самым уменьшив тягу экструзии и производительность. Однако температура не может быть и слишком низкой. Чрезмерно холодный ствол увеличивает сопротивление вращению винта; когда это превышает допустимую нагрузку двигателя, это может вызвать затруднения при запуске двигателя или нестабильную скорость. Использование передовых датчиков и технологий управления для мониторинга и управления водяной рубашкой экструдера позволяет автоматически поддерживать температуру в оптимальном диапазоне параметров процесса.

Шестеренчатый редуктор

Если предположить, что базовая конструкция аналогична, стоимость изготовления зубчатого редуктора примерно пропорциональна его внешним размерам и весу. Более крупный и тяжелый переходник означает, что во время производства расходуется больше материала и используются более крупные подшипники, что увеличивает производственные затраты.

Для экструдеров с одинаковым диаметром шнека высокоскоростные высокоэффективные экструдеры потребляют больше энергии, чем обычные. Увеличение мощности двигателя вдвое приводит к необходимости использования корпуса редуктора большего размера. Однако более высокая скорость шнека означает меньший передаточный коэффициент. Для редукторов одинакового размера один с меньшим передаточным числом по сравнению с редуктором с более высоким передаточным числом имеет больший модуль передачи и большую несущую способность. Следовательно, увеличение объема и веса редуктора не линейно пропорционально увеличению мощности двигателя. Если мы используем выходную мощность в качестве знаменателя, разделенного на вес редуктора, высокоскоростные и высокоэффективные экструдеры дают меньшее количество, тогда как обычные экструдеры дают большее количество.

В расчете на единицу продукции меньшая мощность двигателя и вес редуктора высокоскоростных высокоэффективных экструдеров означают, что их производственные затраты на единицу продукции ниже, чем у обычных экструдеров.

Моторный привод

Для экструдеров с одинаковым диаметром шнека высокоскоростные высокоэффективные экструдеры потребляют больше энергии, чем обычные, поэтому необходимо увеличение мощности двигателя. Для высокоскоростного экструдера 65 требуется двигатель мощностью от 55 до 75 кВт. Для высокоскоростного экструдера 75 требуется двигатель мощностью от 90 до 100 кВт. Для высокоскоростного экструдера 90 требуется двигатель мощностью от 150 до 200 кВт. Это в один-два раза превышает мощность двигателя обычных экструдеров.

Во время нормальной работы экструдера система моторного привода и системы отопления/охлаждения работают непрерывно. Потребление энергии двигателем, коробкой передач и другими частями трансмиссии составляет 77% от общего энергопотребления машины; на отопление и охлаждение приходится 22,8%; а приборостроение и электрические компоненты составляют 0,8%.

Может показаться, что экструдер с таким же диаметром шнека, оснащенный двигателем большего размера, потребляет больше электроэнергии. Однако, если судить по производительности, высокоскоростные и высокоэффективные экструдеры более энергоэффективны, чем традиционные. Например, обычный экструдер 90 с двигателем мощностью 75 кВт и производительностью 180 кг потребляет 0,42 кВтч электроэнергии на килограмм экструдируемого материала. Высокоскоростной высокоэффективный экструдер 90 с производительностью 600 кг и двигателем мощностью 150 кВт потребляет всего 0,25 кВтч на килограмм, что составляет всего 60% от энергопотребления первого на единицу продукции, демонстрируя значительную экономию энергии. В этом сравнении учитывается только энергопотребление двигателя. Если учесть также электроэнергию, потребляемую нагревателями, вентиляторами и другими устройствами экструдера, разница в энергопотреблении будет еще больше. Экструдеры с шнеками большего диаметра требуют более крупных нагревателей и имеют увеличенную площадь рассеивания тепла. Таким образом, для двух экструдеров с одинаковой производительностью новый высокоскоростной и высокоэффективный экструдер имеет цилиндр меньшего размера, а энергопотребление его нагревателя меньше, чем у традиционного крупношнекового экструдера, что также приводит к значительной экономии электроэнергии при нагреве.

Что касается мощности нагревателя, то высокоскоростные и высокоэффективные экструдеры по сравнению с обычными экструдерами с тем же диаметром шнека не требуют увеличения мощности нагревателя, несмотря на более высокую производительность. Это связано с тем, что нагреватель экструдера в основном потребляет электроэнергию на этапе предварительного нагрева. При обычном производстве тепло для плавления материала в основном поступает от преобразования электрической энергии двигателя. Рабочий цикл обогревателя очень низкий, поэтому его потребление электроэнергии незначительно. Это еще более очевидно в высокоскоростных экструдерах.

До того, как инверторная технология стала широко применяться, в традиционных экструдерах с большой производительностью обычно использовались двигатели постоянного тока и контроллеры двигателей постоянного тока. Ранее считалось, что двигатели постоянного тока имеют лучшие мощностные характеристики и более широкий диапазон регулирования скорости, чем двигатели переменного тока, обеспечивая более стабильную работу в диапазонах низких скоростей. Кроме того, мощные инверторы были относительно дорогими, что ограничивало их применение.

В последние годы инверторные технологии быстро развиваются. Инверторы векторного типа обеспечивают бездатчиковое управление скоростью и крутящим моментом двигателя, при этом значительно улучшаются низкочастотные характеристики, а их цена значительно снижается. По сравнению с контроллерами двигателей постоянного тока самым большим преимуществом инверторов является экономия энергии. Они делают потребление энергии пропорциональным нагрузке двигателя: потребление увеличивается при большой нагрузке и автоматически снижается при малой нагрузке. Долгосрочные выгоды от энергосбережения очень значительны.

Меры по гашению вибрации

Высокоскоростные экструдеры подвержены вибрации. Чрезмерная вибрация очень вредна для нормальной работы оборудования и срока службы компонентов. Поэтому необходимо принять множество мер для снижения вибрации экструдера и увеличения срока службы оборудования.

Частями экструдера, наиболее подверженными вибрации, являются вал двигателя и высокоскоростной вал редуктора. Во-первых, высокоскоростные экструдеры должны быть оснащены высококачественными двигателями и редукторами, чтобы ротор двигателя или высокоскоростной вал редуктора не становились источниками вибрации. Во-вторых, необходимо разработать хорошую систему передачи. Уделение внимания повышению жесткости и веса рамы, а также качеству обработки и сборки также являются важными аспектами снижения вибрации экструдера. Хороший экструдер можно использовать без фиксации анкерными болтами, и он практически не будет иметь вибрации. Это зависит от того, имеет ли рама достаточную жесткость и собственный вес. Кроме того, необходимо усилить контроль качества при обработке и сборке различных компонентов. Например, контроль параллельности верхней и нижней плоскостей рамы во время механической обработки, перпендикулярности посадочной поверхности редуктора плоскости рамы и т. д. При сборке решающее значение имеют тщательный замер высоты вала двигателя и редуктора, строгая подготовка прокладок редуктора для обеспечения концентрического соосности вала двигателя и входного вала редуктора, а также обеспечение перпендикулярности посадочной поверхности редуктора плоскости рамы.

Приборы и датчики

Производство экструзии по сути представляет собой «черный ящик»; невозможно заглянуть внутрь напрямую, поэтому для получения обратной связи мы полагаемся на инструменты и датчики. Таким образом, точные, интеллектуальные и простые в эксплуатации приборы и датчики позволяют нам лучше понимать внутренние условия, позволяя быстрее и лучше достигать производственных результатов.

Если вам нужна дополнительная информация, компания Ningbo Fangli Technology Co., Ltd. будет рада вашему запросу. Мы предоставим профессиональное техническое руководство или предложения по закупке оборудования.